Identification et dosage par spectrométrie infrarouge à ... · coeﬃ cient d’extinction...

techniques et méthodesdes laboratoires des ponts et chaussées

Méthode d’essai des lpc n°71

Identification et dosage

par spectrométrie infrarouge

à transformée de Fourier

des copolymères SBS et EVA

dans les liants bitumineux

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Identifi cation et dosage par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier

des copolymères SBS et EVA dans les liants bitumineux

Méthode d’essai n° 71

Octobre 2009

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

58, boulevard Lefebvre - 75732 Paris Cedex 15

Ce document a été rédigé par :

Ü Fabienne FARCAS (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées)

Ü Virginie MOUILLET (Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d’Aix-en-Provence)

Ü Stanislas BESSON (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées)

Ü Valérie BATTAGLIA (Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d’Aix-en-Provence)

Ü Cédric PETITEAU (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées)

Ü Franck LE CUNFF (Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Saint-Brieuc)

Ce document est disponible au :

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

DISTC-Diffusion des éditions

58, boulevard Lefebvre

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Téléphone : 01 40 43 50 20

Télécopie : 01 40 43 54 95

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Prix : 25 Euros HT

Couverture : Infrarouge à Transformée de Fourier avec accessoire d’analyse par réfl exion totale atténuée.

(Photo Hugues Delahousse)

Ce document est propriété du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et ne peut être reproduit,

même partiellement, sans l’autorisation de son Directeur général (ou de ses représentants autorisés)© 2009 - LCPC

ISBN 978-2-7208-2541-7

CrossRef 10.3829/me-me71fr

So

mm

air

e

GÉNÉRALITÉS ................................................................................................................................................5

1. Objet et domaine d’application ...............................................................................................................5

2. Principes ...................................................................................................................................................5

2.1. Identifi cation qualitative .......................................................................................................................5

2.2. Analyse quantitative ............................................................................................................................5

3. Produits chimiques ..................................................................................................................................6

4. Appareillages ............................................................................................................................................6

4.1. Appareillage pour la spectrométrie IRTF .............................................................................................6

4.2. Divers ..................................................................................................................................................6

5. Mode opératoire .......................................................................................................................................6

5.1. Identifi cation qualitative du polymère ..................................................................................................6

Spectre infrarouge de l’échantillon tel quel en mode transmission .................................................6

Spectre infrarouge de l’échantillon tel quel en mode ATR ..............................................................6

5.2. Dosage du polymère ...........................................................................................................................9

Préparation des solutions de polymère pour l’étalonnage ..............................................................9

Préparation des solutions étalons de polymère SBS ......................................................................9

Préparation des solutions étalons de polymère EVA ......................................................................9

Préparation des solutions étalons de liant ......................................................................................9

Mesure en infrarouge ......................................................................................................................9

6. Calculs et expression des résultats .......................................................................................................9

6.1. Calculs ................................................................................................................................................9

Calculs avec la hauteur des bandes d’absorption ..........................................................................9

Calculs avec la surface des bandes d’absorption .........................................................................11

6.2. Expression des résultats ...................................................................................................................11

6.3. Reproductibilité .................................................................................................................................12

7. Commentaires ........................................................................................................................................12

8. Rapport d’essai ......................................................................................................................................12

9. Références bibliographiques ................................................................................................................13

ANNEXE - EXEMPLE DE DOSAGE D’UN LIANT MODIFIÉ PAR UN COPOLYMÈRE EVA .......................15

SOMMAIRE

Gén

éra

lité

s

1. Objet et domaine d’application

Le présent mode opératoire décrit une méthode d’identifi cation qualitative et de dosage par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) des polymères dans les liants bitumineux modifi és ne contenant pas de charges minérales.

Les polymères concernés sont les suivants :copolymères blocs styrène-butadiène- styrène (SBS),copolymères statistiques éthylène-acétate de vinyle (EVA).

2. Principe

2.1. Identifi cation qualitative

L’identifi cation qualitative est eff ectuée par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) en mode transmission ou réfl exion totale at énuée (ATR). En mode transmission l’échantillon tel quel est étalé sous forme de fi lm sur une lamelle transparente aux rayonnements infrarouges (CsI, KBr, NaCl,…), en mode ATR l’échantillon est déposé sur un cristal de réfl exion.

2.2. Analyse quantitative

L’échantillon de liant bitumineux modifi é est mis en solution dans du sulfure de carbone (CS2) à une concentration connue. Le spectre IRTF de cet e solution est enregistré et la teneur en polymère est déterminée en mesurant la surface ou la hauteur des bandes caractéristiques du polymère.

Une droite d’étalonnage, tracée avec un polymère étalon, permet de déterminer le coeffi cient d’extinction moléculaire ε du polymère. La concentration en polymère dans le liant bitumineux modifi é est alors calculée par application de la loi de Beer-Lambert

A(ν) = εi(ν)lC

A(ν) : Absorbance au nombre d’onde, νεi(ν) : coeffi cient d’absorption moléculaire du polymère au nombre d’onde, ν, choisi

l : Trajet optique

C : Concentration de la solution de liant exprimée en grammes par litre

ÜÜ

Identifi cation et dosage par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier des copolymères SBS et EVA dans les liants bitumieux

3. Produits chimiques

Sulfure de carbone (CS2) qualité analytique.Dichlorométhane (CH2Cl2) qualité « spectrosol ».

4. Appareillages

4.1. Appareillage pour la spectrométrie IRTF

Spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (domaine spectral minimal : 4000 cm-1 - 600 cm-1).

Un logiciel d’acquisition et de traitement des spectres infrarouge permet ant de déterminer les surfaces des bandes d’absorption.

Un accessoire permet ant de réaliser des analyses infrarouge par Réfl exion Totale At énuée (ATR) muni d’un cristal dont le domaine spectral minimal est compris entre 4000 cm-1 et 600 cm-1.

Une lamelle transparente aux rayons infrarouges dans le domaine spectral de l’étude (iodure de césium (CsI), de bromure de potassium (KBr) ou de chlorure de sodium (NaCl) par exemple).

Une cuve scellée avec fenêtre en NaCl ou KBr de 0,1 cm de trajet optique pour la spectrométrie infrarouge.

Seringues de remplissage des cuves infrarouges.

Remarque : Il n’est pas nécessaire de déterminer avec précision le trajet optique de la cuve si les dosages et les étalonnages sont réalisés dans la même cuve.

4.2. Divers

Une étuve réglable dans une plage de température de 80 °C à 180 °C.Une balance précise à 0,1 mg.Un bain à ultrasons.Fioles jaugées de 25 ml.Buret e graduée.Une centrifugeuse permet ant de traiter des solutions dans le sulfure de carbone.Petit matériel de laboratoire (plaques chauff antes, verrerie, spatules, etc.).Flacons avec bouchons.

5. Mode opératoire

5.1. Identifi cation qualitative du polymère

L’échantillon de liant bitumineux est préparé selon la norme NF EN 12594 « Bitumes et liants bitumineux – Préparation des échantillons d’essai ». Le liant est chauff é à

ÜÜ

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ÜÜÜÜÜÜÜÜ

Méthode d’essai N° 71 Page 7

une température suffi samment élevée pour en abaisser sa viscosité, puis celui-ci est homogénéisé et prélevé à l’aide d’une spatule. La température de ramollissement doit être adaptée au type de polymère présent dans l’échantillon. Dans tous les cas, il convient d’éviter une température excessive ou un temps de séjour prolongé dans l’étuve afi n d’éviter la dégradation de l’échantillon.

Spectre infrarouge de l’échantillon tel quel en mode transmission

Les échantillons peuvent être préparés suivant deux modes opératoires :

1 Préchauff er une lamelle infrarouge sur une plaque chauff ante réglée à 60 °C (interposer de préférence un papier fi ltre entre la plaque chauff ante et la lamelle pour éviter la pollution de la lamelle). A l’aide d’une spatule, étaler l’échantillon étuvé sur la lamelle. Enregistrer le spectre d’absorption infrarouge de l’échantillon.

2 Préparer une solution de liant, dans du dichlorométhane qualité « spectrosol », à 30 g/L à partir d’une prise d’essai de 100 mg [Pieri, 1996] ou 170 g/L à partir d’une prise d’essai de 500 mg [Durrieu 2004]. Le fi lm de liant est alors préparé selon la « technique de la lame sèche » [Smith 1966] : Déposer 25μL de solution bitumineuse sur une lamelle infrarouge (KBr, NaCl ou CsI), puis faire évaporer le solvant afi n d’obtenir un fi lm homogène transparent aux rayonnements infrarouges. L’évaporation totale du dichlorométhane est vérifi ée par l’absence de la bande à 1265 cm-1 sur le spectre IRTF.

Les spectres sont enregistrés entre 4000 et 600 cm-1 avec une accumulation de 32 spectres et une résolution de 2 cm-1.

Spectre infrarouge de l’échantillon tel quel en mode ATR

L’échantillon de liant bitumineux est directement déposé sur le cristal de réfl exion de l’accessoire ATR. Pour cela, il est nécessaire de laisser revenir le bitume à température ambiante.

Les spectres sont enregistrés entre 4000 et 600 cm-1 au moins avec une accumulation de 32 spectres et une résolution de 2 cm-1.

Un exemple de spectre infrarouge d’un bitume pur enregistré en mode transmission est représenté sur la fi gure 1.

724 811

863

1376

1460

15991

600

2853 2924

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% Transmission

Figure 1

Spectre IRTF en mode transmission d’un bitume pur de classe 35/50 étalé sur une lamelle de CsI.


Les bandes d’absorption infrarouge les plus caractéristiques des polymères se situent respectivement à :

966 cm-1 et 700 cm-1 pour les SBS (Fig. 2).1735 cm-1 et 1242 cm-1 pour les EVA (Fig. 3).

ÜÜ

Figure 2

Spectre IRTF en mode transmission d’un copolymère SBS étalé sur une lamelle de CsI.

Figure 3

Spectre IRTF en mode transmission d’un copolymère EVA étalé sur une lamelle de CsI.

Remarque : Le spectre infrarouge de l’échantillon présenté en fi lm ne permet pas de déterminer le type exact de copolymère (pourcentage des diff érents monomères).

LCPC 698

965

20

25

30

35

40

45

50

55

60

% Transmisison

1000 2000 3000 4000

Nombre d'ondes (cm-1)

LCPC 1240

1735

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

% Transmission

1000 2000 3000 4000



5.2. Dosage du polymère

Préparation des solutions de polymère pour l’étalonnage

La plupart du temps, le copolymère contenu dans le bitume n’est pas disponible. Dans ce cas, on utilise un polymère étalon de référence appartenant à la même famille que celui identifi é dans le liant. Les résultats sont alors exprimés en pourcentage du polymère utilisé comme étalon. Si l’on possède le bitume ayant servi à préparer les liants à analyser, il est préférable de préparer des solutions de bitume-polymère de concentrations en polymère connues pour l’étalonnage.

Préparer, avec le polymère précédemment identifi é, des solutions de concentration connues dans le sulfure de carbone.

Préparation des solutions étalons de polymère SBS

Préparer, avec le polymère précédemment identifi é, des solutions de concentrations connues dans le sulfure de carbone (CS2). Laisser environ 60 minutes de temps de contact pour obtenir une dissolution complète. Pour faciliter la dissolution utiliser un bain à ultrasons.

Préparation des solutions étalons de polymère EVA

Préparer, avec le polymère précédemment identifi é, des solutions de concentration connues dans le sulfure de carbone (CS2). Pour obtenir une dissolution complète, laisser gonfl er le polymère dans le fl acon fermé à température ambiante au moins 18 heures, puis placer la solution dans un bain à ultra-sons 4 fois 10 minutes en laissant refroidir la solution entre deux expositions aux ultra-sons.

Remarque : Lors de la mise en solution, certains polymères laissent apparaître un voile trouble signifi catif de la présence d’impureté (charges minérales) gênantes pour le dosage. Ces impuretés pourront être éliminées soit par décantation dans la fi ole jaugée soit par centrifugation, soit par fi ltration.

Les concentrations à utiliser pour la préparation des solutions de polymères sont les suivantes :

0 – 1 – 2 – 3 – 5 grammes par litre pour les SBS,

0 – 1 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 grammes par litre pour les EVA.

Remarque : La droite d’étalonnage dépend du spectromètre infrarouge et de la qualité des cuves de mesure. La droite d’étalonnage doit être tracée une première fois puis, avant chaque dosage, il convient de vérifi er avec un ou deux points la validité de cet e droite.


Préparation des solutions de liant

Peser exactement environ une masse d’échantillon, préalablement homogénéisé (comme pour l’analyse qualitative), de 1,25 g dans un fl acon et laisser revenir à température ambiante. Ajouter à l’aide de la buret e la quantité suffi sante de CS2 pour obtenir la concentration en liant voulue. Laisser environ 40 minutes de temps de contact pour obtenir une dissolution complète. Pour faciliter la dissolution utiliser un bain à ultrasons.

Remarque : La solution obtenue a une concentration d’environ 50 g/L. Cet e concentration peut être majorée ou minorée en fonction de la nature du polymère (coeffi cient de réponse) et de la teneur présumée en polymère.

Mesures en infrarouge

Remplir la cuve infrarouge avec du sulfure de carbone pur. Enregistrer le spectre infrarouge afi n d’enregistrer un blanc. Remplir ensuite la cuve infrarouge successivement avec les solutions étalons de polymère et la solution de liant. Enregistrer les spectres infrarouges correspondants.

6. Calculs et expression des résultats

6.1. Calculs

Tracer les courbes d’étalonnage densité optique = f(concentration)* pour les solutions de polymères étalons aux nombres d’onde suivants :

966 cm-1 pour les SBS,1735 cm-1 et 1242 cm-1 pour les EVA.

La densité optique peut, indiff éremment, être considérée comme la hauteur de la bande infrarouge à un nombre d’onde donné ou comme la surface de la bande centrée sur le nombre d’onde donné.

Calculs avec la hauteur des bandes d’absorption

Dans le cas où la hauteur de la bande d’absorption est utilisée, calculer le coeffi cient ε du polymère à partir de la pente de la droite d’étalonnage par la relation suivante :

)

12

12 C-l(C

AA ννν−=ε

avec :

A(νi) : Absorbance au nombre d’onde, νi

l : Trajet optique

C i: Concentration de la solution de polymère en grammes par litre

ÜÜ

* Les courbes d’étalonnage sont en général des droites passant par l’origine.


Calculer la concentration en polymère par la relation :

C’ (%) = 100 A(ν)

ενlCavec :

A(ν) : Absorbance au nombre d’onde, ν l : Trajet optique

C : Concentration de la solution de liant modifi é en grammes par litre

ε(ν) : Coeffi cient d’absorption moléculaire au nombre d’onde νDans le cas d’un dosage en EVA, faire le calcul pour les bandes d’absorption à 1735 cm-1 et 1242 cm-1. La concentration en EVA est alors exprimée comme la moyenne des concentrations déterminées à ces deux nombres d’onde.

Calculs avec la surface des bandes d’absorption

Dans le cas où la surface de la bande d’absorption est utilisée, calculer le coeffi cient ε du polymère à partir de la pente de la droite d’étalonnage par la relation suivante :

avec :

Calculer la concentration en polymère par la relation :

avec :

Dans le cas d’un dosage en EVA, faire le calcul pour les bandes d’absorption à 1735 cm-1 et 1242 cm-1. La concentration en EVA est alors exprimée comme la moyenne des concentrations déterminées à ces deux nombres d’onde.

Un exemple de calcul de dosage d’un copolymère EVA est reporté en annexe.

)12

21

C-l(C

AA21

2

1∫ ∫−=ενν ννν

lCε

A100'C

2

1

p

pp? Ð

(%)

Ðpp 2

1Ai : Surface de la bande d’absorption comprise entre les nombres d’onde p1 et p2

l : Trajet optique

Ci : Concentration de la solution de polymère en grammes par litre

Ðpp 2

1Ai : Surface de la bande d’absorption comprise entre les nombres d’onde p1 et p2

l : Trajet optique C : Concentration de la solution de liant modifié en grammes par litre"g(p) : Coefficient d’absorption moléculaire au nombre d’onde p"


6.2. Expression des résultats

Préciser le type (ou les types) de polymère (s) identifi é (s) dans le bitume ainsi que la (ou les) méthodes (s) d’identifi cation utilisée (s).

Indiquer la teneur en, polymère du liant analysé, exprimée en pourcentages (%) du polymère utilisé comme étalon avec 1 chiff re signifi catif.

6.3. Reproductibilité

· Teneur en SBS

À partir des résultats obtenus dans quatre laboratoires chacun ayant réalisé cinq déterminations en référence au co-polymère étalon SBS CALPRENE 411.

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type SBS, réalisé à partir de la mesure de la densité optique, est de 0,2 ;

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type SBS, réalisé à partir de la mesure de la surface des bandes infrarouges, est de 0,5.

· Teneur en EVA

À partir des résultats obtenus dans quatre laboratoires chacun ayant réalisé cinq déterminations en référence au co-polymère étalon EVA Repsol « PA-411 » (18 % d’acétate).

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type EVA, réalisé à partir de la mesure de la densité optique, est de 0,6 ;

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type EVA, réalisé à partir de la mesure de la surface des bandes infrarouges, est de 0,7.

À partir des résultats obtenus dans quatre laboratoires chacun ayant réalisé cinq déterminations en référence au co-polymère étalon EVA Repsol « PA-443 » (28 % d’acétate).

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type EVA, réalisé à partir de la mesure de la densité optique, est de 0,3 ;

l’écart-type de reproductibilité (R) du dosage d’un co-polymère de type EVA, réalisé à partir de la mesure de la surface des bandes infrarouges, est de 0,4.

7. Commentaires

Les liants bitumineux peuvent être modifi és par d’autres polymères que ceux cités plus haut. Il convient alors d’adapter en conséquence les modes opératoires d’identifi cation et de dosage.

Dans le cas des liants bitumineux fl uxés ou fl uidifi és, certaines interférences gênantes pour les dosages, peuvent se produire en infrarouge.

Dans le cas des émulsions, l’eau peut être éliminée par entraînement azéotropique avec du sulfure de carbone puis éliminée par réaction avec un déshydratant (sulfate de sodium anhydre) placé dans la cartouche d’extraction d’un soxhlet).

ÜÜ

ÜÜ

ÜÜ


8. Rapport d’essai

Le rapport d’essai doit au moins contenir les informations suivantes :Le nom ou le code des échantillons avec toutes les informations se rapportant à son

marquage.Les coordonnées de la personne ou de l’organisme qui a demandé les essais.La date de la demande et de la réception des échantillons.Le nom du laboratoire réalisant les essais.La date des essais.La méthode d’identifi cation utilisée.Le type (ou les types) de polymère(s) identifi é(s) dans le bitume.Le polymère utilisé comme étalon.Les conditions d’analyses si elles sont diff érentes de celles décrite dans cet e méthode

d’essai.Les résultats des mesures exprimés sous forme de la moyenne de deux essais.

9. Références bibliographiques

Durrieu F., Farcas F., Mouillet V., Infl uence of UV radiation on the ageing of a Styrene/Butadiene/Styrene (SBS) modifi ed bitumen: comparison between laboratory simulations and the on site ageing, Fuel (2007), Vol. 86, pp. 1446-1451.

Witier P, Dormal G., Identifi cation et dosage des polymères présents dans les liants bitumineux modifi és - Analyses par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier et chromatographie d’exclusion stérique, mode opératoire interne LCPC – service chimie, mars 1994.

AFNOR Norme NF EN 12594, Bitumes et liants bitumineux – Préparation des échantillons d’essai, juin 2007.

Masson J. F., Pelletier L., Collins P., Rapid FTIR method for the quantifi cation of styrene-butadiene type copolymers in bitumen, Journal of Applied Polymer Science, 2001, v. 79, n°5, pp. 1034-1041.

Mouillet, V. (1998) Spectroscopies des liants routiers : nouvelles approches macroscopique et microscopique. Thèse de l’Université d’Aix-Marseille III, 283 p.

Pieri N., Planche J. P., Kister J., Caractérisation structurale des bitumes routiers par IRTF et fl uorescence UV en mode excitation-émission synchrones, Analysis, 1996, n°24, pp. 113-122.

Smith C. D., Schuetrz C. C., Hodgson R. S., Relationship between chemical structures and weatherability of coating asphalts as shown by infrared absorption spectroscopy, I. & EC. Product Reasearch and Developpement, vol 5, (2), june 1966.

ÜÜÜÜÜÜÜÜÜÜ

An

nex

e

ANNEXE - EXEMPLE DE DOSAGE D’UN LIANT BITUMINEUX

MODIFIÉ PAR UN COPOLYMÈRE EVA

Le spectre infrarouge du liant bitumineux modifi é par un copolymère EVA dissout dans du CS2 est représenté sur la fi gure A1.

Les teneurs en EVA sont calculées en considérant la densité optique de la bande d’absorption à 1736 cm-1 (Fig. A2).

1242

1736

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

% Tranmission


Figure A1

Spectre infrarouge d’un liant modifi é avec un copolymère EVA à une concentration de 50,70 g/L dans le CS2.

LCPC

1740

0,05 0,10

0,15

0,20

0,25 0,30

0,35

0,40 0,45

0,50

0,55

0,60 0,65

0,70 0,75

1700 1750 1800

DO


Figure A2

Détermination de la densité optique (DO) de la bande d’absorption à 1740 cm-1 caractéristique du copolymère EVA.


La concentration du liant dans le CS2 est :

C = 50,7 g/L

À partir de la droite d’étalonnage établie sur un polymère EVA, la valeur du coeffi cient d’absorption moléculaire à 1740 cm-1 (ε EVATANE(1740 cm-1)) calculée est :

ε = 2,01 L g-1 cm-1

Le trajet optique de la cuve est :

l = 0,1 cm

La densité optique à 1740 cm-1 est :

DO (1740 cm-1) = 0,581

L’application de la loi de Beer Lambert (A(λ)=εi(λ)lC) permet de déterminer une concentration en copolymère (en %) de :

Document publié par le LCPC sous le numéro C1502541

Conception et réalisation LCPC-DISTC, Marie-Christine Pautré

Infographie LCPC-DISTC, Philippe Caquelard

Impression Jouve N°

Dépôt légal 4e trimestre 2009

ISSN 1167-489X

Réf : ME 71

Prix : 25 Euros HT

Face à l'augmentation constante du trafic routier, les performances des enrobés bitumineux

contenant des bitumes conventionnels sont devenues insuffisantes. De ce fait, pour certaines

applications, les propriétés rhéologiques des liants sont améliorées par l'incorporation de polymères.

Elles dépendent de la quantité et des caractéristiques des polymères, de la nature des bitumes, et

du processus de mélange. Malgré le grand nombre de polymères existants, seules deux classes de

polymères peuvent être utilisées dans la modification des bitumes : les élastomères et les

plastomères. Cette méthode d'essai décrit comment identifier et doser les copolymères SBS

(élastomères) et EVA (plastomères) dans les Bitumes modifiés par des Polymères (BmP) par

spectroscopie InfraRouge à Transformée de Fourier (IRTF). L'identification des copolymères est

réalisée par repérage des bandes d'absorption infrarouge caractéristiques des copolymères en

mode transmission ou ATR après avoir étalé le liant sur une lamelle transparente aux infrarouges.

Les dosages sont réalisés, en mode transmission, à partir d'une solution de BmP dans un solvant

qui n'absorbe pas dans la zone d'absorption des bandes caractéristiques des copolymères. Une

droite d'étalonnage est préalablement établie avec des solutions du copolymère de modification ou

d'un copolymère de même nature. Les teneurs en copolymère dans le BmP sont exprimées en

pourcentage à partir de la densité optique ou de la surface de la bande d'absorption considérée.

As a result of the constant increase in road traffic, the performance of asphalt mixtures made with

conventional asphalt binders is no longer satisfactory. Consequently, for some road applications, the

rheological properties of binders are improved by adding polymers. These rheological properties

depend on the quantity and characteristics of the polymers, the nature of the asphalt and the mixing

process. Although the number of polymers in existence is very great, only two types can be used to

modify asphalt: elastomers and plastomers. This document describes a method for identifying and

quantifying the SBS (elastomer) and EVA (plastomer) copolymers in polymer-modified asphalt

(PMA) using Fourier Transform InfraRed (FTIR) Spectroscopy. The copolymer is identified by

locating the infrared absorption bands characteristic of the copolymers in transmission mode or by

Attenuated Total Reflectance (ATR) after the binder has been spread in an infrared-transparent layer.

Quantification is performed in transmission mode using a PMA dissolved in a solvent that does not

absorb in the absorption bands that are characteristic of the copolymers. To begin with, a calibration

curve is plotted using solutions of the copolymer used for the modification or a copolymer of the

same type. The amount of copolymer in the PMA is expressed as a percentage on the basis of the

optical density or the area of the studied absorption band.

Identification et dosage par spectrométrie infrarouge à ... · coeﬃ cient d’extinction...

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